Les composites prennent de la vitesse

Légers, rigides, constants… Les composites ont naturellement pris des parts de marché dans l’industrie. Mais pour satisfaire durablement aux enjeux du futur, ils doivent encore améliorer leurs performances, et notamment leurs cycles de vie…

Avec une croissance de 5?% par an*, le marché mondial des composites se porte bien. Et trouve particulièrement preneur dans les univers du transport (aéronautique, automobile, ferroviaire, marine) et de la construction. « ?Ces créneaux représentent la moitié du marché global, en valeur comme en volume? », précise Frédérique Mutel, p-dg du groupe JEC. Le secteur des énergies, des produits électriques et électroniques, des sports et loisirs ainsi que des réservoirs sous pression sont aussi des consommateurs. « ?L’éolien peut devenir dans un futur proche le premier marché des fibres carbone. L’augmentation continue de la longueur des pâles entraînant l’utilisation croissante des composites à base de fibre de carbone pour tenir les efforts en fonctionnement? », souligne Henri Girardy, responsable marketing chez Hexcel. Sur le segment des composites, des évolutions sont à noter sur toute la chaîne de valeur, depuis la recherche de matières renouvelables à l’évolution vers des technologies de transformation plus respectueuses de l’environnement, grâce à des procédés en moule ou en circuit fermé, en passant par le développement de nouveaux produits et usages. « ?Les solutions composites sont d’abord apparues dans des parties non structurales telles que les pièces d’intérieur ou l’habillage des voitures par exemple. Aujourd’hui, elles sont largement utilisées pour des pièces de structure ou d’envergure, comme les fuselages ou les voilures d’avions, les éoliennes géantes, les navires, les châssis automobiles ou les caisses à batteries? », remarque Frédérique Mutel.

Des matériaux légers et fiables

La légèreté est, sans conteste, l’atout numéro?1 des composites à base de fibre de carbone. « ?Occasionnant un allégement significatif de 15-20?%, ils permettent une réduction de la consommation de kérosène et des opérations de maintenance dans l’aéronautique civile de par leur très bonne tenue en fatigue et leur insensibilité à la corrosion? », illustre Henri Girardy. C’est d’ailleurs ce qui conduit les avionneurs à concevoir actuellement des programmes, incluant une proportion de composites inédite, jusqu’à 50?% en masse. C’est cette même force qui séduit le secteur automobile, les composites carbone contribuant notamment à un allégement des structures, concourant à l’atteinte des objectifs de diminution de la pollution. « ?Dans la voiture, et surtout la voiture électrique, un des avantages est l’allégement d’une centaine de kilos? ; ce qui permet d’embarquer toute l’électronique de bord et d’abriter les batteries? », précise Frédérique Mutel. C’est la liberté de forme et de design qu’ils procurent qui facilite leur progression dans le monde de la création, du sport, de la mode, de la joaillerie, etc. Ce sont davantage leurs propriétés isolantes et thermiques qui sont convoitées dans le domaine de la construction.

Dans les prochaines années, d’importantes innovations devraient encore s’engager dans le secteur des composites, pour encore améliorer leurs performances, réduire les coûts et les cycles de production et développer des matières plus respectueuses de l’environnement. Des défauts à atténuer. Effectivement, la recyclabilité reste l’un des freins à l’emploi plus massif des composites. « ?Il faut trouver des solutions de recyclabilité viables et il est aussi important de se diriger vers des résines et des fibres biosourcées. De nombreux laboratoires et entreprises travaillent dans ce sens aujourd’hui? », met en avant Bertrand Fillon, directeur général à la recherche au sein du centre technique Innovation Plasturgie Composites. La possibilité d’utiliser de la lignine, c’est-à-dire des fibres de carbone non pas issues du pétrole mais du bois, est d’ailleurs à l’étude. Le coût des fibres et des pièces à haute performance chahute également la compétitivité des composites, vis-à-vis de l’aluminium et de l’acier. Se prévalant aussi d’une durée de vie moins longue, « ?les composites devraient être capables d’intégrer une fonction intelligente qui puisse anticiper leur fin de vie? », concède Bertrand Fillon.

Développer des procédés de fabrication robustes, avec des cycles inférieurs à une ou deux minutes, peut être un moyen d’asseoir la position des composites. « ?Après avoir fourni pendant des décennies des prototypes ou des petites séries, la principale avancée réside dans la capacité de produire en larges séries, notamment pour l’automobile, l’électronique et les produits de grande diffusion? », commente Frédérique Mutel. La tendance est à l’automatisation, avec le RTM haute pression et le placement de fibre automatique, et le recours à des outils de contrôle et de simulation plus pointus. D’une certaine manière, « ?le développement des thermoplastiques va contribuer à faire évoluer les cadences de production et à améliorer les propriétés des composites, comme la tenue en température et au feu notamment qui restent à l’avantage de l’aluminium et de l’acier. In fine, cela pourrait permettre aux composites de conquérir de nouveaux segments de marché, comme les bateaux de croisière par exemple? », avance Bertrand Fillon.

Ce marché n’a résolument pas fini de chambouler ses parties prenantes qui doivent apprendre à se familiariser avec de nouveaux usages et de nouvelles matières, comme les matrices biosourcées ou les fibres végétales (lin, chanvre, sisal, bambou…), pour répondre aux enjeux de demain. « ?L’industrie pourrait changer d’échelle dans un avenir proche. C’est sans doute la raison pour laquelle nous observons de nombreux nouveaux entrants qui viennent de l’amont pour compléter leur offre par de la fabrication de pièces ou de l’aval pour remonter dans la chaîne de valeur, en faisant l’acquisition de compétences de manufacturing et même de production de matières premières? », conclut Frédérique Mutel. En bref, l’avenir se joue dès maintenant.

Fanny Perrin d’Arloz

*source Étude JEC 2017

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